(57)【要約】【課題】  ウエーハの内部に分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射することにより変質層を形成し、この変質層に沿って効率良く分割することができるウエーハの分割方法を提供する。【解決手段】  ウエーハを所定の分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、該分割予定ラインに沿って該変質層が形成されたウエーハに音波を作用せしめ、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する分割行程とを含む。【選択図】        図１３
2005135964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを所定の分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
該ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該分割予定ラインに沿って該変質層が形成された該ウエーハに音波を作用せしめ、該ウエーハを該分割予定ラインに沿って分割する分割行程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
【請求項２】
該変質層形成工程において、パルスレーザー光線の繰り返し周波数をＹ（Ｈｚ）、パルスレーザー光線の集光スポット径をＤ（ｍｍ）、加工送り速度（ウエーハとパルスレーザー光線との相対移動速度）をＶ（ｍｍ／秒）とした場合に、１．０≦Ｖ／（Ｙ×Ｄ）≦２．５を満たす加工条件に設定する、請求項１記載のウエーハの分割方法。
【請求項３】
該変質層形成工程における該パルスレーザー光線の周波数は、２００ｋＨｚ以上に設定されている、請求項２記載のウエーハの分割方法。
【請求項４】
該変質層形成工程において形成される該変質層は、溶融再固化層である、請求項１から３のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【請求項５】
該変質層形成工程において形成される該変質層は、該ウエーハの一方の面から他方の面に渡って形成される、請求項１から４のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【請求項６】
該分割工程を実施する前に、該ウエーハの一方の面を環状のダイシングフレームに外周部が装着された保護テープに貼着する保護テープ貼着工程を実施する、請求項１から５のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【請求項７】
該分割行程において該ウエーハに作用せしめる音波は、周波数が２０ｋＨｚ以上の縦波（疎密波）である、請求項１から６のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【請求項８】
該分割行程は、該音波を発生する超音波発生器と該ウエーハを該分割予定ラインに沿って相対移動せしめる、請求項１から７のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【請求項９】
該分割行程は、該ウエーハの両面に該音波を作用せしめる、請求項１から８のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【請求項１０】
該分割行程は、該ウエーハの一方の面に超音波発振子を接触せしめる、請求項１から９のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に分割ラインが形成されたウエーハを分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるシリコン等の半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。このように多数の回路が形成された半導体ウエーハを切断予定ラインに沿って分離することにより、個々の半導体チップを形成する。この半導体チップは、携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。この切断予定ラインに沿った分割は、通常ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハ等の板状物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。
【０００３】
一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するものである。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平２００２−１９２３６７号公報
【０００４】
上記特開平２００２−１９２６６７号公報に開示された技術によれば、パルスレーザー光線のパルス幅を１μｓ以下とし、加工部のピークパワー密度を１×１０８  （Ｗ／ｃｍ２  ）以上とする条件で改質層が形成されることが示されている。そして、上記公報にはレーザー光線の波長が１．０６μｍ、パルス幅が３０μｓ、パルス繰り返し周波数が１００ｋＨｚ、加工送り速度が１００ｍｍ／秒の加工条件で改質層が形成できることが示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、上述した分割方法においては、ウエーハの内部にストリートに沿って改質層を形成しただけでは分割予定ラインに沿って分割されず、分割予定ラインに沿って改質層を形成した後に分割予定ラインのそれぞれに外力を加える必要があり、生産性が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射することにより変質層を形成し、この変質層に沿って効率良く分割することができるウエーハの分割方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハを所定の分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
該ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該分割予定ラインに沿って該変質層が形成された該ウエーハに音波を作用せしめ、該ウエーハを該分割予定ラインに沿って分割する分割行程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
【０００８】
該分割工程を実施する前に、該ウエーハに環状のダイシングフレームに外周部が装着された保護テープを貼着する保護テープ貼着工程をじっしすることが望ましい。
【０００９】
上記変質層形成工程において、パルスレーザー光線の繰り返し周波数をＹ（Ｈｚ）、パルスレーザー光線の集光スポット径をＤ（ｍｍ）、加工送り速度（ウエーハとパルスレーザー光線との相対移動速度）をＶ（ｍｍ／秒）とした場合に、１．０≦Ｖ／（Ｙ×Ｄ）≦２．５を満たす加工条件に設定することが望ましい。また、上記変質層形成工程におけるパルスレーザー光線の周波数は、２００ｋＨｚ以上に設定されていることが望ましい。更に、上記変質層形成工程において形成される変質層は溶融再固化層であることが望ましく、ウエーハの一方の面から他方の面に渡って形成されることが望ましい。
【００１０】
上記分割行程において該ウエーハに作用せしめる音波は、周波数が２０ｋＨｚ以上の縦波（疎密波）であることが望ましい。上記分割行程は、音波を発生する超音波発生器と該ウエーハを該分割予定ラインに沿って相対移動せしめる。また、上記分割行程は、ウエーハの両に該音波を作用せしめる。更に、上記分割行程は、ウエーハの一方の面に超音波発振子を接触せしめる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することによりウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成し、該変質層が形成されたウエーハに音波を作用せしめることによりウエーハを分割予定ラインに沿って分割するので、ウエーハを効率良く分割することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明によるウエーハの分割方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明に従って分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが３００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域に回路２２が形成されている。以下、この半導体ウエーハ２を個々の半導体チップに分割する分割方法について説明する。
【００１４】
半導体ウエーハ２を個々の半導体チップに分割するには、ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図２乃至４に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図２乃至図４に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図２において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１５】
上記レーザー光線照射手段３２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング３２１を含んでいる。ケーシング３２１内には図３に示すようにパルスレーザー光線発振手段３２２と伝送光学系３２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段３２２は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器３２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段３２２ｂとから構成されている。伝送光学系３２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。上記ケーシング３２１の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器３２４が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段３２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系３２３を介して集光器３２４に至り、集光器３２４から上記チャックテーブル３１に保持される被加工物に所定の集光スポット径Ｄで照射される。この集光スポット径Ｄは、図４に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器３２４の対物レンズ３２４ａを通して照射される場合、Ｄ（μｍ）＝４×λ×ｆ／（π×Ｗ）、ここでλはパルスレーザー光線の波長（μｍ）、Ｗは対物レンズ３２４ａに入射されるパルスレーザー光線の直径（ｍｍ）、ｆは対物レンズ３２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。
【００１６】
上記レーザー光線照射手段３２を構成するケーシング３２１の先端部に装着された撮像手段３３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
【００１７】
上述したレーザー加工装置３を用いて実施する変質層形成工程について、図２、図５および図６を参照して説明する。
この変質層形成行程は、先ず上述した図２に示すレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２を裏面２ｂを上にして載置し、該チャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない移動機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００１８】
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１と、分割予定ライン２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２４との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段３３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂから透かして分割予定ライン２１を撮像することができる。
【００１９】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されている分割予定ライン２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図５の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン２１の一端（図５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２４の直下に位置付ける。そして、集光器３２４から透過性を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１即ち半導体ウエーハ２を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図５の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段３２の集光器３２４の照射位置が分割予定ライン２１の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１即ち半導体ウエーハ２の移動を停止する。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の表面２ａ（下面）付近に合わせることにより、表面２ａ（下面）に露出するとともに表面２ａ（下面）から内部に向けて変質層２１０が形成される。この変質層２１０は、溶融再固化層として形成される。
【００２０】
なお、上記変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源                    ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４スレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
パルス出力              ：１０μＪ
集光スポット径          ：φ１μｍ
パルス幅                ：１００ｎｓ
集光点のピークパワー密度：１．３×１０１０Ｗ／ｃｍ２  
繰り返し周波数          ：１０〜４００ｋＨｚ
加工送り速度            ：１０〜４００ｍｍ／秒
【００２１】
なお、半導体ウエーハ２の厚さが厚い場合には、図６に示すように集光点Ｐを段階的に変えて上述した変質層形成工程を複数回実行することにより、複数の変質層２１０を形成する。なお、上述した加工条件においては１回に形成される変質層の厚さは約５０μｍであるため、図示の実施形態においては厚さが３００μｍのウエーハ２に対して６層の変質層を形成する。この結果、半導体ウエーハ２の内部に形成される変質層２１０は、分割予定ライン２１に沿って表面２ａから裏面２ｂに渡って形成される。
【００２２】
上記加工条件においては、パルスレーザー光線の繰り返し周波数Ｙ（Ｈｚ）、パルスレーザー光線の集光スポット径Ｄ（ｍｍ）、加工送り速度Ｖ（ｍｍ／秒）によって規定される係数ｋ、ｋ＝Ｖ／（Ｙ×Ｄ）を１．０乃至２．５に設定することが望ましい。換言すれば、繰り返し周波数Ｙ、集光スポット径Ｄおよび加工送り速度Ｖの関係を、１．０≦Ｖ／（Ｙ×Ｄ）≦２．５に設定することが望ましい。
【００２３】
更に詳述すると、レーザー光線照射手段３２の集光器３２４から繰り返し周波数Ｙのパルスレーザー光線を集光スポット径Ｄで半導体ウエーハ２に照射し、チャックテーブル３１即ち半導体ウエーハ２を加工送りする場合、上記係数ｋが１である場合には図７に示すようにパルスレーザー光線のスポットのピッチｐは集光スポット径Ｄと同一、従ってパルスレーザー光線を集光スポットは相互の接した状態（即ち互いに重なり合うことがなく且つ隣接するスポット間に隙間が生じない状態）で、分割予定ライン２１に沿って連続して照射されることになる。また、上記係数ｋが１未満になると、図８に示すようにパルスレーザー光線のスポットは相互に重なり合って、分割予定ライン２１に沿って連続して照射されることになる。一方、上記係数ｋが１より大きくなると図９に示すようにパルスレーザー光線のスポットは隣接するスポット間に隙間を設けて、分割予定ライン２１に沿って連続して照射されることになり、上記係数ｋが２になると隣接するスポット間の間隔ｓは集光スポット径Ｄと同じ長さとなる。
【００２４】
実験例
直径が６インチで厚さが３００μｍの半導体ウエーハに上述した加工条件で上記係数ｋを０．１から４．０に変化させて上記変質層を形成し、それぞれの場合に分割予定ラインに沿って半導体ウエーハを破断するために要した応力を測定した。応力測定の際には、半導体ウエーハの裏面を分割予定ラインから両側に２．０ｍｍ離れた部位に分割予定ラインに沿って支持し、半導体ウエーハの表面に分割予定ラインに沿って荷重を加える三点曲げ試験を実施し、測定された応力は半導体ウエーハが破断した時の荷重に基づいた断面における応力である。測定結果は図１０に示すとおりであり、係数ｋが１．０〜２．５の場合には半導体ウエーハを破断するのに要する応力が小さいことが判る。
図１１は、三点曲げ試験法により上記変質層を破断するのに必要な曲げ応力を測定した試験結果であり、横軸は変質層を形成したパルスレーザー光線の繰り返し周波数（ｋＨｚ）、縦軸は変質層を破断するのに必要な曲げ応力（ＭＰａ）である。図１１から判るように変質層を形成するパルスレーザー光線の繰り返し周波数が１５０ｋＨｚ以下では変質層を破断するのに必要な曲げ応力が増大していくが、変質層を形成するパルスレーザー光線の繰り返し周波数が２００ｋＨｚ以上では変質層を破断するのに必要な曲げ応力が２ＭＰａ以下となる。従って、上記変質層形成工程において照射するパルスレーザー光線の繰り返し周波数は、２００ｋＨｚ以上に設定することが望ましい。
【００２５】
上述した変質層形成工程によって半導体ウエーハ２の内部に分割予定ライン２１に沿って変質層２１０を形成したならば、ウエーハの一方の面を拡張可能な保護テープに貼着する保護テープ貼着工程を実施する。即ち、図１２に示すように環状のダイシングフレーム４１の内側開口部を覆うように外周部が装着された伸長可能な保護テープ４２の表面に半導体ウエーハ２の裏面２ｂを貼着する。なお、上記保護テープ４２は、図示の実施形態においては厚さが７０μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さが５μｍ程度塗布されている。なお、保護テープ貼着工程は、上述した変質層形成工程を実施する前に実施してもよい。即ち、半導体ウエーハ２の裏面２ｂを上側にして表面２ａを保護テープ４２に貼着し、ダイシングフレーム４１に支持された状態で変質層形成工程を実施する。
【００２６】
上述した変質層形成工程および保護テープ貼着工程を実施したならば、分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成された半導体ウエーハ２に音波を作用せしめ、半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１に沿って分割する分割行程を実施する。この分割工程の第１の実施形態について、図１３を参照して説明する。
第１の実施形態における分割工程は、液槽５１と超音波発振器５２とからなる超音波分割手段５を用いて実施される。超音波分割手段５を構成する液槽５１の底には上記環状のダイシングフレーム４１の両側を載置する載置棚５１１、５１１が設けられており、液槽５１内には水或いはエタノール等の有機溶媒が収容されている。この液槽５１は、上記超音波発振器５２上に載置される。超音波分割手段５を構成する超音波発振器５２は、所定周波数の超音波を発生させる。この超音波の周波数は、２０ｋＨｚ以上の縦波（疎密波）であることは望ましい。このように構成された超音波分割手段５を用いて上記分割工程を実施するには、上述したように環状のダイシングフレーム４１に保護テープ４２を介して支持された半導体ウエーハ２（分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成されている）を、液槽５１内に配置する。このとき、ダイシングフレーム４１の両側を液槽５１の底に設けられた載置棚５１１、５１１上に載置する。次に、超音波発振器５２を作動して、周波数が例えば２８ｋＨｚの縦波（疎密波）を発生させる。このように超音波発振器５２を作動して超音波を発生させると、この音波は、液槽５１の底から水或いはエタノール等の液体溶媒を振動して半導体ウエーハ２に作用する。この結果、半導体ウエーハ２は、変質層２１０が形成されて強度が低下せしめられた分割予定ライン２１に沿って分割される。
【００２７】
次に、分割工程の第２の実施形態について、図１４を参照して説明する。
第２の実施形態における分割工程は、円筒状のベース５１ａと超音波発振器５２ａとかなる超音波分割手段５ａを用いて実施される。超音波分割手段５ａを構成する円筒状のベース５１ａは、上面に上記ダイシングフレーム４１を載置する載置面５１１ａを備えており、この載置面５１１ａ上にダイシングフレーム４１を載置しクランプ５１２ａによって固定する。超音波分割手段５ａを構成する超音波発振器５２ａは、例えばスピーカー等を用いることができ、円筒状のベース５１ａの下側から周波数が例えば２８ｋＨｚの縦波（疎密波）を発生させる。このように構成された超音波分割手段５ａを用いて上記分割工程を実施するには、半導体ウエーハ２（分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成されている）を保護テープ４２を介して支持したダイシングフレーム４１を円筒状のベース５１ａの載置面５１１ａ上に載置しクランプ５１２ａによって固定する。次に、超音波発振器５２ａを作動して、周波数が例えば２８ｋＨｚの縦波（疎密波）を発生させる。このように超音波発振器５２ａを作動して超音波を発生させると、この音波は、円筒状のベース５１ａ内の空気を振動して半導体ウエーハ２に作用する。この結果、半導体ウエーハ２は、変質層２１０が形成されて強度が低下せしめられた分割予定ライン２１に沿って分割される。
【００２８】
次に、分割工程の第３の実施形態について、図１５を参照して説明する。
第３の実施形態における分割工程は、円筒状のベース５１ｂと第１の超音波発振器５２ｂおよび第２の超音波発振器５３ｂとかなる超音波分割手段５ｂを用いて実施される。超音波分割手段５ｂを構成する円筒状のベース５１ｂは、上面に上記ダイシングフレーム４１を載置する載置面５１１ｂを備えており、この載置面５１１ｂ上にダイシングフレーム４１を載置しクランプ５１２ｂによって固定する。このベース５１ｂは、図示しない移動手段によって図１５において左右方向および紙面に垂直な方向に移動可能に構成されているとともに回動可能に構成されている。超音波分割手段５ｂを構成する第１の超音波発振器５２ｂおよび第２の超音波発振器５３ｂは、円筒状のベース５１ｂの載置面５１１ｂ上に載置されるダイシングフレーム４１に保護テープ４２を介して支持された半導体ウエーハ２の上側と下側に対向して配設されており、所定周波数の縦波（疎密波）を発生させる。このように構成された超音波分割手段５ｂを用いて上記分割工程を実施するには、半導体ウエーハ２（分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成されている）を保護テープ４２を介して支持したダイシングフレーム４１を円筒状のベース５１ｂの載置面５１１ｂ上に載置しクランプ５１２ｂによって固定する。次に、図示しない移動手段によってベース５１ｂを作動し、半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２１の一端（図１５において左端）を第１の超音波発振器５２ｂおよび第２の超音波発振器５３ｂからの音波が作用する位置に位置付ける。そして、第１の超音波発振器５２ｂおよび第２の超音波発振器５３ｂを作動しそれぞれ周波数が例えば２８ｋＨｚの縦波（疎密波）を発生させるとともに、ベース５１ｂを矢印で示す方向に例えば５０〜１００ｍｍ／秒の送り速度せしめる。この結果、第１の超音波発振器５２ｂおよび第２の超音波発振器５３ｂから発声された音波が半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１に沿って表面および裏面に作用するため、半導体ウエーハ２は変質層２１０が形成されて強度が低下せしめられた分割予定ライン２１に沿って分割される。このようにして所定の分割予定ライン２１に沿って分割工程を実施したならば、ベース５１ｂを紙面に垂直な方向に分割予定ライン２１の間隔に相当する分だけ割り出し送りし、上記分割工程を実施する。このようにして所定方向に延びる全ての分割予定ライン２１に沿って分割工程を実施したならば、ベース５１ｂを９０度回動し、半導体ウエーハ２に所定方向と直角な方向に形成された分割予定ライン２１に対して上記分割工程を実施することにより、半導体ウエーハ２は個々のチップに分割される。なお、上述した第１の超音波発振器５２ｂおよび第２の超音波発振器５３ｂは、円筒状のベース５１ｂ即ち半導体ウエーハ２の移動方向に対向して斜めに音波を発生するようにすることが望ましい。
【００２９】
次に、分割工程の第４の実施形態について、図１６を参照して説明する。
第４の実施形態における分割工程は、円筒状のベース５１ｃと超音波発振子５２ｃとかなる超音波分割手段５ｃを用いて実施される。超音波分割手段５ｃを構成する円筒状のベース５１ｃは、上面に上記ダイシングフレーム４１を載置する載置面５１１ｃを備えており、この載置面５１１ｃ上にダイシングフレーム４１を載置しクランプ５１２ｃによって固定する。このベース５１ｃは、図示しない移動手段によって図１６において左右方向および紙面に垂直な方向に移動可能に構成されている。超音波分割手段５ｃを構成する超音波発振子５２ｃは、ベース５１ｃ内に配設され、その先端が載置面５１１ｃ上に載置されたダイシングフレーム４１に装着されている保護テープ４２の裏面に接触するように構成されている。このように構成された超音波分割手段５ｃを用いて上記分割工程を実施するには、半導体ウエーハ２（分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成されている）を保護テープ４２を介して支持したダイシングフレーム４１を円筒状のベース５１ｃの載置面５１１ｃ上に載置しクランプ５１２ｃによって固定する。次に、図示しない移動手段によってベース５１ｃを作動し、半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２１の一端（図１６において左端）を超音波発振子５２ｃと対向する位置に位置付ける。そして、超音波発振子５２ｃを作動するとともに、ベース５１ｃを矢印で示す方向に例えば５０〜１００ｍｍ／秒の送り速度せしめる。この結果、超音波発振子５２ｃの振動が保護テープ４２を介して半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１に沿って作用するため、半導体ウエーハ２は変質層２１０が形成されて強度が低下せしめられた分割予定ライン２１に沿って分割される。このようにして所定の分割予定ライン２１に沿って分割工程を実施したならば、ベース５１ｃを紙面に垂直な方向に分割予定ライン２１の間隔に相当する分だけ割り出し送りし、上記分割工程を実施する。このようにして所定方向に延びる全ての分割予定ライン２１に沿って分割工程を実施したならば、ベース５１ｃを９０度回動し、半導体ウエーハ２に所定方向と直角な方向に形成された分割予定ライン２１に対して上記分割工程を実施することにより、半導体ウエーハ２は個々のチップに分割される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるウエーハの分割方法によって分割される半導体ウエーハの斜視図。
【図２】本発明によるウエーハの分割方法の変質層形成工程を実施するレーザー加工装置の要部斜視図。
【図３】図２に示すレーザー加工装置に装備されるレーザ光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。
【図４】パルスレーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。
【図５】本発明によるウエーハの分割方法における変質層形成行程の説明図。
【図６】図５に示す変質層形成行程においてウエーハの内部に変質層を積層して形成した状態を示す説明図。
【図７】図５に示す変質層形成行程において係数ｋが１の場合の、ウエーハに照射されるパルスレーザー光線のスポット配列を示す図式図。
【図８】図５に示す変質層形成行程において係数ｋが１未満の場合の、ウエーハに照射されるパルスレーザー光線のスポット配列を示す図式図。
【図９】図５に示す変質層形成行程において係数ｋが１を越える場合の、ウエーハに照射されるパルスレーザー光線のスポット配列を示す図式図。
【図１０】本発明によるウエーハの分割方法における変質層形成行程において照射するパルスレーザー光線の係数ｋの変動による、ウエーハの破断に要する外力の変化示すグラフ。
【図１１】本発明によるウエーハの分割方法における変質層形成行程において照射するパルスレーザー光線の繰り返し周波数と、変質層を破断するのに必要な曲げ応力との関係を示すグラフ。
【図１２】本発明によるウエーハの分割方法における保護テープ貼着工程の説明図。
【図１３】本発明によるウエーハの分割方法における分割工程の第１の実施形態を示す説明図。
【図１４】本発明によるウエーハの分割方法における分割工程の第２の実施形態を示す説明図。
【図１５】本発明によるウエーハの分割方法における分割工程の第３の実施形態を示す説明図。
【図１６】本発明によるウエーハの分割方法における分割工程の第４の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３１】
２：半導体ウエーハ
２０：半導体チップ
２１：分割予定ライン
２２：回路
２１０：変質層
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３１：レーザー光線照射手段
３３：撮像手段
４１：ダイシングフレーム
４１：保護テープ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ：超音波分割手段
５１：液槽
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ：円筒状のベース
５２、５２ａ：超音波発振器
５２ｂ：第１の超音波分割手段
５３ｂ：第２の超音波分割手段
５３ｃ：超音波発振子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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